光源
技术领域
本发明涉及一种光源以及使用该光源用于功能性照明。
背景技术
在过去的几年中,已经变得越来越明显的是,人工夜间照明对动物尤其是那些在傍晚和黎明之间活跃的动物具有负面影响。当然,不同的种类对于不同的光谱而不同地起反应;然而,光谱光分布上的这些反应的依赖性对于绝大多数动物种类来说是未知的,但是可以分清某些组或趋势。许多种类更多地受到短波长光的干扰。这可能对动物和人类的生物钟具有影响,可以影响眼睛对明亮或黑暗的适应,或可以影响行为。例如已知昆虫受到短波长光的吸引比受到更长波长的光的吸引更多。蝙蝠显示出对长波长光的较少的逃避,并且啮齿类似乎将长波长感知为黑暗。
另一个熟知的例子是海龟,其中雌性不会将它们蛋下在具有许多短波长光的海滩上,并且其中从蛋里出来的幼海龟被吸引到来自内陆的短波长光而不是爬向海洋。靠近海洋海滩的照明对海龟的负面影响已经促使城市产生限制或约束靠近海洋海滩的照明的法令。这些法令可能要求在一些情景下关闭照明器具。的确,在受保护的栖息地中或靠近受保护的栖息地,对动物的各种可能的干扰必须保持到最小。但是,当涉及人类生活和对环境的直接景响的如在交通事故或导致化学品溢漏、火灾等的工业灾难中的事故的可能的影响,在重要性上超过可能的环境影响时,应采取必要的预防措施。可能的预防措施中的一个是具有足够的照明用于工作和运输安全。
在尝试满足不对或几乎不对动物造成干扰的照明要求以及对人类的安全要求两者的过程中,WO 2005/107336公开了一种带有两个光源的灯具。该灯具能够选择性地操作要么不对海龟造成混乱并且在590 nm和650 nm之间的波长范围内发射(例如,在起始于约585 nm的波长下的氖灯照射)的差不多单色的光源,要么发射不对海龟造成混乱而令人愉快的并且对人类提供安全的光的白炽/荧光光源。已知光源/灯具的缺点是,它相当昂贵并且结构相对复杂。已知光源/灯具的另一个缺点是,它发出使人不愉快的光,当灯具操纵所述单色光源时,这种光仅有助于相对低程度的人类安全。
发明内容
本发明的一个目的是抵消上述缺点中的至少一个。为了实现这一点,根据本发明的光源具有用于产生具有在380 nm至680 nm的范围的至少一部分中的光谱发射的光的下列特征:
该光具有作为波长λ的函数的光谱功率分布E(λ);该光源包括照明控制元件以及至少一个另外的照明控制元件,该照明控制元件和该至少一个另外的照明控制元件被设置成获得具有在600 nm <= λ <680 nm的第一范围、505 nm <= λ <600 nm的第二范围、以及380 nm<=λ<505 nm的第三范围上的功率分布的所产生的光,其中在所述第一范围上的积分功率分布与380 nm <= λ <= 680 nm的范围的积分功率分布的第一比率由下列关系给定:
,其中,0.65 <= P1 <= 0.95,
在所述第二范围上的积分功率分布与380 nm <= λ <= 680 nm的范围的积分功率分布的第二比率由下列关系给定:
在所述第三范围上的积分功率分布与380 nm <= λ <= 680 nm的范围的积分功率分布的第三比率由下列关系给定:
,其中,如果P
1>=0.75,则P
s>=0.03或P
s>=0.015,并且
该第一、第二和第三范围中的每一个具有由该照明控制元件分别由至少一个另外的照明元件覆盖的至少10%的的光谱范围。在可见辐射的680 nm和780 nm之间的波长范围中,光谱功率的发射相对于发自380 nm至780 nm的光谱功率将是相对低的(即25%或更小),以使得灯是有效的。优选地,所述发射相对于发射自380 nm至780 nm的光谱功率将不大于10%以便预期关于灯具效率的未来环境要求。最优选地,所发射的在680 nm至780 nm范围中的光谱功率事实上不存在,例如相对于发射自380 nm至780 nm的光谱功率为2%或更小。
光谱范围将被理解为其中照明控制元件具有发射的特定范围的一小部分。照明控制元件被认为在某一波长具有发射,如果测量出的强度在所述波长下是当光源断开时在该波长下测量出的背景噪声信号量的至少10倍的话。本发明提供一种光源,该光源控制发射的光从而对人类提供充分的视觉水平用于以安全的方式执行他们的任务,并且同时给对短波长敏感的动物产生相对很小的干扰。对于人类,照明需要具有某些有效的品质。识别颜色的能力在工作安全中是非常重要的,例如在识别安全和警告信号中、对安全设备进行定位中、识别管道和产品标签中以及对于观察过程。除此之外,显色性的足够水平也辅助识别人并且增强空间定向,均有助于一般的舒适感和安全性,但是在紧急情况下特别重要。对于白光,或至少带有相对靠近黑体线的色点的光,并且具有中等至良好的显色性,CIE定义显色性品质的测量,CRI或Ra。在定义Ra中,白炽灯被定义为具有100的Ra,并且现在或许淘汰的“暖白”卤化磷酸钙荧光灯被定义为具有50的Ra。CIE将光源的“显色性质”定义为在用于规定状况的参考发光体下,关于物体的颜色外观与它们的颜色外观相比的光源效应, “CIE-Publikation Nr. 13.3, 1995, Method of Measuring and Specifying Colour-rendering Properties of Light Sources(测量与指定光源的显色性质的法)”。虽然这在许多情况下具有重大的实际重要性并且具有重大的审美价值,但是,在许多应用中,人类分清并且识别某些颜色是足够的,无需在类似颜色的不同明暗度之间进行比较或区分。人类在这方面对颜色识别的充分水平意味着人类对由光源照明的物体的基本颜色的识别以及辨别能力。如果例如在第三范围中的光谱范围从上述至少10%增加到至少20%的覆盖范围,则显色性Ra增加约20个点,并且对人类的安全性增加。基本颜色一般被看作包括例如黑色、灰色、白色、粉红色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、棕色、以及天蓝色的颜色种类。为了提供良好的颜色识别,在光波长的整个范围上,光谱不必被完全充满,虽然在光谱功率分布中的某一分布被优选以使得每种颜色可见以及以抵消同色异谱(metamerism)。在灯的发射光谱中,第二比率Pm的最小值是至少0.08,并且第三比率Ps是至少0.015或0.03,这取决于第一比率P1。这些最小值确保足够的辐射存在于中等即505 nm至600 nm(绿色到橙色)以及短的即380 nm至505 nm(靛蓝色到绿色)波长范围内,以结合规定的最小光谱范围值获得颜色识别的可能性。如果Ps和P1比率两者均变得太小,则中等波长范围Pm太占优势并且与颜色识别相抵触。因此,相对于颜色识别和对动物的干扰,在短波长范围Ps中的发射量的下限将与中等波长范围Pm中的发射平衡并且与在长波长范围P1中的发射平衡。这通过将针对P1>=0.65的Ps>=0.03的准则转变成针对P1>=0.75的Ps>=0.015而获得。根据被表示为Ra8的CRI,这确保至少35的值。为了抵消太占优势的Pm,光源的特征优选地在于Pm <= 0.32,更优选地Pm <= 0.25,甚至更优选地Pm <= 0.20。在所述600 nm <= λ <= 680 nm(橙色到红色范围)的第一范围上的积分功率分布与380 nm <= λ <=680 nm(对人类可见的波长范围)的范围的积分功率分布的第一比率P1高于0.9的灯的发射光谱将导致不充分的颜色识别的可能性。
光源的一实施例的特征在于0.65 <= P1 <= 0.85,优选地0.70 <= P1 <= 0.85。基于我们目前对光谱功率分布在人造光对昆虫的吸引力上的影响的见解,看到的是,与最常用的具有在0.20和0.40之间的P1的白色光源相比,在600 nm和680 nm之间的发射光的功率的P1>=0.65将导致昆虫吸引下降50%。长波长辐射P1>=0.70的进一步增加将使昆虫吸引下降至10%以下。对于不那么一般的、更加光敏的蝙蝠,像鼠耳蝠属种类,P1>=0.70允许将光谱功率分布公式化,基于我们当前的知识,这不会导致显著的干扰,但是允许达到对应于较低的亮度水平种类S5、S6、A2、A3的街道照明水平。将在此处陈述的光谱功率分布的其它要求考虑进去,具有P1>=0.80,可以获得如下光谱:与在相等的通量水平相比,该光谱与单色低压钠灯相比对昆虫的吸引力较小,然而具有大于60的显色指数。
光源的另一个实施例的特征在于,光源的总通量是至少100 lm,优选地至少250 lm,更优选地至少750 lm。100 lm的流明包(lumen package)适合于在例如警报信号、入口或障碍物的专业设置中照明特定点。从250 lm,这样的光源可以被使用用于公开或私人花园中的照明。在高于750 lm的通量下,例如高达100000 lm大小的量级,这样的光源/灯具可以被应用于街道、道路和区域照明。
在一个实施例中,该光源的特征在于,它包括作为第一照明控制元件的多个LED,所述第一照明控制元件挑选自由红橙色LED和红色LED组成的组,并且该光源包括作为至少一个另外的照明控制元件的另外的多个LED,所述至少一个另外的照明控制元件挑选自由蓝色LED、绿色LED和琥珀色LED组成的组。LED是可用于各种发射颜色的小照明元件。光源的光谱发射可以通过选择由不同的LED发射的各种颜色及其适当的数目而容易地挑选。该光源的特征可以进一步在于,该光源包括至少一个进一步另外的照明控制元件,该至少一个进一步另外的照明控制元件由不从该第一照明控制元件或该另外的照明控制元件的组中选择的至少一个LED组成。通过选择更多不同地着色的LED,来自380-680 nm的光谱的更宽的覆盖范围是可获得的,并且从而CRI和/或颜色识别的改进是可获得的。替代地,光源的特征在于,该光源包括作为第一照明控制元件的多个LED,所述第一照明控制元件挑选自由红橙色LED和红色LED组成的组,并且该光源包括作为至少一个另外的照明控制元件的另外的多个LED,所述至少一个另外的照明控制元件挑选自由冷白色LED(CW)和暖白色LED组成的组。可替代地,这还可利用其它白色例如中性白色的LED而获得。
一替代方式通过使用具有在第一、二和第三波长范围中的每一个中的至少一个显著的发射峰的增加的半高宽(FWHM)的照明控制元件来获得更宽的光谱覆盖范围。在这方面中的显著意味着在所述峰处测量出的光谱强度是测量出的背景噪声信号水平的至少一百倍。然而,对于FWHM,12 nm的最小起始值被接受,优选地,FWHM是至少20 nm。优选地,辐射将被发射从而被均匀地分布于整个范围上,不具有任何可辨别的峰,因为这将增加颜色识别可能性。
该光源的一实施例的特征在于,该光源是包括放电容器的低压汞蒸汽放电灯,该放电容器以气密方式封闭设置有惰性气体和汞的放电空间,并且包括用于维持在该放电空间中的放电的放电装置,该放电容器的壁的至少一部分设置有发光层,该发光层包括以下混合物:作为第一照明控制元件的红色发射磷光体;以及作为一个另外的照明控制元件的挑选自蓝色发射磷光体、绿色发射磷光体、琥珀色发射磷光体以及红橙色发射磷光体的至少两个磷光体;以及进一步另外的照明控制元件。该蓝色磷光体优选地是BaMgAl10O17:Eu(BAM)、Sr5(PO4)3Cl:Eu(SCAP)和/或Sr4Al14O25:Eu(SAE),该绿色磷光体优选地是LaPO4:Ce、Tb(LAP)、Sr4Al14O25:Eu和/或BaMg2Al16O27:Eu、Mn(BAM-绿色),该琥珀色磷光体优选地是Sr10(PO4)6F2:Sb(SHS),该红橙色磷光体优选地是Y2O3:Eu(YOX),并且该红色磷光体优选地是YVO4:Eu(YVO4)和/或Mg4GeO6:Mn(MGM)。这些磷光体是便宜、公知的并且在荧光灯中被广泛地应用。目前,荧光灯是装备有LED的光源的便宜替代物。
该光源的一实施例的特征在于,该光源是作为照明控制元件的高压陶瓷金属卤化物灯,设置有干涉滤光片作为至少一个另外的照明控制元件,该至少一个另外的照明控制元件至少部分但不完全反射或吸收具有在380 nm≤ λ ≤600 nm的范围内的波长λ的光以及具有在590-610 nm范围内的截止波长,从而至少部分地防止在所述范围内的光到达该光源的周围,所述干涉滤光片优选地包括设置在该灯容器的外侧的至少一部分上的Fe2O3/SiO2和SiO2的交替层。
一般电气照明系统引入两个滤光片以与高压钠(=HPS)灯一起使用以减小对海龟的干扰影响。两个滤光片均是高通滤光片,在530 nm(滤光片类型#2422)处或在570 nm(滤光片类型NLW)处截止。分别在520或560 nm以下,这些滤光片完全阻挡所有光线,在650 nm处达到约90%的透射率。研究已经显示,将这样的滤光片连同HPS灯一起应用对海龟不完全具有期望的效果。本发明表明,在GE的灯中使用的截止波长太短并且应当为约600 nm或稍微高一些以为海龟产生期望的效果以及为人类产生安全效果。具有类似的滤光片的卤素灯由GE在专利US 5,578,892中公开。然而,由这些灯发射的光谱的特征在于仅约0.36的P1值。除此之外,这些灯似乎不具有所要求的生物效果,大量能量在680 nm和780 nm之间的波长处发射,其中它们对人的光(强度)的感知贡献不大,使得这些灯不及此处所描述的光源节能。为了优选地实现未来的能量效率要求,不超过10%的总发射光谱将在680 nm和780 nm之间被发射。为了图示出该边界条件,典型的节能灯像现代的荧光灯或LED照明满足该需求,而典型的白炽灯或卤素灯具有太高的不适当的值。
本发明提供一种光源,该光源主要发出预定的特定较长波长的光,这种光对于对短波长敏感的动物(诸如幼年和成年的海龟、昆虫、蝙蝠或啮齿动物和其它小型哺乳动物)几乎不可见,或至少几乎不影响对短波长敏感的动物的自然行为,但是仍旧在人类可见光谱内并且在照亮室外生活区域中是有效的。然而,为了维持光源和灯具的相对简单且便宜的结构,该光谱优选地将由例如具有一个安装点的单个系统发射,该一个安装点例如插座、灯杆、安装支架、或立脚架、和一个电源连接件。目的是提供功能性照明,例如用于工作、阅读、驾驶、检查、运动、等,因此对光源的使用较少被设计用于针对获得美学效应的照明,诸如装饰照明、节日照明、季节照明或建筑照明/城市美化照明。光源/灯具将被设计或被设置成发射所述类型的光谱,但是当使人类安全优先于生态干扰时或如果这种干扰的风险在某一时间或某一期间不存在(例如,受影响物种的冬眠期间),则也可以选择例如通过增加白光、或在短和中波长范围内的光、或通过对长波长范围内的光进行调光而改变到不同的光谱,以便使光对人类安全来说更白。
US2005/0168982公开了一种低压钠放电灯,具有单色的在589 nm的线发射以保护野生生物。该灯具有如下公知的缺点:它不提供任何颜色识别,它产生令人不快的光,以及,它在单色光源的运行期间相对较低程度地对人类安全有贡献;而且,发射的波长太短以至于无法充分限制对前述动物的影响。因此,已经大体上提出将其光与另一光源的光混合,指示着在与其它光混合的低压钠蒸汽光中的彩色视觉是可能的。然而,关于在对周围生态系统产生最小可能的额外干扰的情况下增加哪些波长以及以何种比例来达到足够的颜色识别水平的必要的信息是没有给定的。另外,对于一些动物,例如对于松鼠树蛙(Hyla squirella),夜间的彩色视觉在配偶选择和雄性间的竞争中是重要的。明显地,至少有问题的是,标准低压钠灯否标将提供期望的颜色识别水平。
附图说明
现在将借助于示例以及示意图对本发明进行更详细地描述,其中
图1A示出根据本发明的光源的第一实施例的截面图;
图1B和1C示出通过分别使用无磷光体转换和磷光体转换的LED建立的发射光谱;
图2示出根据本发明的光源的第二实施例的截面图;
图3A示出根据本发明的光源的第三实施例的截面图;
图3B示出5层和7层干涉滤光片的透射曲线;
图3C示出设置有具有图3B中所示的透射曲线中的一个的层中的一个的图3A的灯的发射光谱。
具体实施方式
图1A示意性地示出根据本发明的光源40的第一实施例。光源包括多个LED,该多个LED包括(作为示例)一个蓝色发光二极管(LED) 41、十二个红色LED 42以及两个绿色LED 43。在该实施例中,所有的LED是来自Philips Lumileds Lighting Company?的Luxeon?I LED。在可选实施例中,可以使用不同的LED,例如CREE XPE或XRE LED、或Luxeon Rebel。LED 41、多个LED 42和多个LED 43可以优选地被调光,以便调整各自的LED的光输出。光源40具有面对LED的发光侧的光透射出射窗(未示出)以及背向LED的发光侧的后侧(未示出)。该后侧优选地在面对出射窗的一侧上具有镜面表面。由LED 41、42、43产生的光在光源40的内侧被均匀地混合并且经由出射窗发射。发射光具有约30的显色指数Ra和参数P1,该P1是在600 nm≤ λ ≤680 nm的第一范围上的积分光谱功率分布与380 nm≤ λ ≤680 nm的总范围的积分光谱功率分布的比率,其是0.72。表2-4示出根据红色、红橙色、琥珀色、绿色和蓝色LED的数量(#)的比率、光源的光通量、显色指数Ra和由光源产生的光的参数P1、Pm、和Ps的光源40的替代实施例。在光源40中的LED的准确总数取决于所需的光输出并且取决于各个LED的光输出。给定对于光源40中每种颜色的LED的数量,可以计算灯特性,例如光谱功率分布、光通量、效力、总体显色指数Ra和参数P1。表1给出在这些计算中使用的各种LED的性质。当设计光源40时,参数P1的最大值以及由光源40产生的光的总体显色指数Ra的最小值被挑选。此外,功率使用的最小值被挑选,以便使光源40的成本相对于其光输出平衡。给定每个各个LED的光谱功率分布,所需的特别地着色的LED的数量经由迭代过程确定。图1B示出所得的光谱功率分布,即,以W nm-1为单位的输出功率对产生的光的以nm为单位的波长λ,这使用具有PL=82%的‘直接’LED(即无磷光体转换的LED)来建立。光源在蓝色、绿色和红色LED的数量上具有1:5:38的比率,如表中所规定。光源发出具有约1870 lm的特定光通量的光。总体显色指数Ra是44。由光源产生的光谱具有对于第一范围的约62%的光谱范围,对于第二范围的几乎100%的光谱范围,以及对于第三范围约40%的光谱范围。图1C示出所得的光谱功率分布,即,以W nm-1为单位的输出功率对产生的光的以nm为单位的波长λ,这使用具有PL=81%的磷光体转换LED即具有Y3Al5O12:Eu磷光体(=YAG)的蓝色LED来建立。光源在暖白色和红橙色LED的数量上具有4:18的比率,如表5中所示出。光源发出具有约1000 lm的特定光通量的光。总体显色指数Ra是76。由光源产生的光谱具有对于第一范围的约67%的光谱范围,对于第二范围的几乎100%的光谱范围,以及对于第三范围约57%的光谱范围。680 nm以上的波长对显色指数Ra几乎没有贡献,并且因此在比680 nm更长的波长处的光谱范围在这种情况下被认为不相干。
表1 在计算和实验中所使用的LED的性质
颜色 |
光学功率 [ W ] |
峰值波长 [ nm ] |
FWHM [ nm ] |
蓝色 |
0.387 |
475 |
24 |
绿色 |
0.107 |
545 |
22 |
琥珀色 |
0.056 |
588 |
26 |
红橙色 |
0.118 |
615 |
24 |
红色 |
0.159 |
625 |
24 |
冷白色 |
0.333 |
CCT 6500 K |
- |
暖白色 |
0.223 (74 lm) |
CCT 3800 K |
- |
表2 具有0.65<P1<0.70的实施例
蓝色 |
绿色 |
琥珀色 |
红橙色 |
红色 |
通量 |
CRI |
lm/led |
Ps |
Pm |
Pl |
0.5 |
2.5 |
4 |
8 |
7 |
900 |
80 |
40.9 |
0,07 |
0,25 |
0,68 |
1 |
1 |
4 |
8 |
8 |
855 |
70 |
38.9 |
0,13 |
0,18 |
0,68 |
0.5 |
1.5 |
6 |
6 |
8 |
855 |
82 |
38.9 |
0,07 |
0,24 |
0,68 |
1 |
0 |
6 |
6 |
9 |
810 |
55 |
36.8 |
0,13 |
0,18 |
0,69 |
0.5 |
3.5 |
0 |
13 |
5 |
964 |
71 |
43.8 |
0,07 |
0,23 |
0,70 |
1 |
1 |
11 |
31 |
0 |
1665 |
47 |
37.8 |
0,08 |
0,27 |
0,65 |
0.5 |
2.5 |
0 |
19 |
0 |
937 |
77 |
42.6 |
0,07 |
0,24 |
0,69 |
0.5 |
1 |
6 |
6 |
8.5 |
841 |
77 |
38.2 |
0,07 |
0,22 |
0,70 |
表3 具有0.70<P1<0.80的实施例
蓝色 |
绿色 |
琥珀色 |
红橙色 |
红色 |
通量 |
CRI |
lm/led |
Ps |
Pm |
Pl |
0.5 |
2.5 |
2 |
10 |
7 |
919 |
77 |
41.7 |
0,07 |
0,22 |
0,71 |
1 |
2 |
2 |
1 |
16 |
901 |
54 |
41.0 |
0,11 |
0,14 |
0,74 |
0.5 |
2.5 |
1 |
13 |
5 |
928 |
77 |
42.2 |
0,07 |
0,22 |
0,71 |
0.5 |
2.5 |
1 |
13 |
6 |
967 |
77 |
42.0 |
0,07 |
0,21 |
0,73 |
1 |
1 |
12 |
12 |
18 |
1656 |
66 |
37.6 |
0,07 |
0,20 |
0,72 |
1 |
1 |
11 |
16 |
15 |
1665 |
63 |
37.8 |
0,07 |
0,21 |
0,72 |
0.5 |
2.5 |
0 |
13 |
6 |
937 |
75 |
42.6 |
0,07 |
0,19 |
0,74 |
1 |
0 |
3 |
3 |
15 |
838 |
49 |
39.9 |
0,12 |
0,10 |
0,78 |
1 |
1 |
1 |
1 |
18 |
883 |
59 |
40.1 |
0,11 |
0,09 |
0,79 |
1 |
1 |
1 |
1 |
19 |
923 |
60 |
40.1 |
0,10 |
0,09 |
0,80 |
1 |
4 |
5 |
40 |
20 |
2835 |
71 |
40.5 |
0,04 |
0,18 |
0,77 |
1 |
4 |
5 |
47 |
20 |
3113 |
67 |
40.4 |
0,04 |
0,18 |
0,78 |
1 |
4 |
5 |
55 |
22 |
3511 |
63 |
40.3 |
0,04 |
0,18 |
0,79 |
表4 具有0.80<P1<0.95的实施例
蓝色 |
绿色 |
琥珀色 |
红橙色 |
红色 |
通量 |
CRI |
lm/led |
Ps |
Pm |
Pl |
1 |
1 |
1 |
1 |
20 |
963 |
62 |
40.1 |
0,10 |
0,09 |
0,81 |
1 |
4 |
5 |
62 |
26 |
3948 |
59 |
40.3 |
0,03 |
0,17 |
0,80 |
1 |
4 |
5 |
72 |
30 |
4505 |
54 |
40.2 |
0,03 |
0,16 |
0,81 |
1 |
4 |
0 |
4 |
55 |
2644 |
69 |
41.3 |
0,04 |
0,10 |
0,86 |
1 |
4 |
0 |
4 |
80 |
3639 |
67 |
40.9 |
0,03 |
0,08 |
0,89 |
1 |
2 |
0 |
25 |
75 |
4142 |
43 |
40.2 |
0,03 |
0,09 |
0,89 |
可替代地,可以使用长波长辐射LED与白色(磷光体转换的)LED的组合,例如表1中所列出的CW和WW LED。包括磷光体转换的LED的计算在表5中给出。
表5使用直接LED以及磷光体转换的LED的实施例
蓝色 |
红橙色 |
红色 |
cw |
ww |
通量 |
CRI |
lm/led |
Ps |
Pm |
Pl |
|
20 |
|
2 |
|
996 |
72.6 |
45.25 |
0,09 |
0,23 |
0,67 |
|
|
19 |
3 |
|
898 |
48.2 |
40.8 |
0,10 |
0,15 |
0,74 |
|
18 |
|
|
4 |
1011 |
76 |
45.95 |
0,06 |
0,25 |
0,68 |
|
19 |
|
|
3 |
977 |
67.7 |
44.4 |
0,05 |
0,23 |
0,71 |
|
|
20 |
2 |
|
829 |
57.2 |
37.67 |
0,07 |
0,12 |
0,80 |
|
|
18 |
|
4 |
861 |
59.5 |
39.12 |
0,05 |
0,14 |
0,80 |
|
20 |
|
|
2 |
943 |
53.7 |
42.85 |
0,03 |
0,21 |
0,75 |
|
21 |
|
|
1 |
909 |
32.4 |
41.31 |
0,02 |
0,19 |
0,79 |
|
21 |
|
|
2 |
983 |
52 |
42.72 |
0,03 |
0,21 |
0,75 |
|
21 |
|
1 |
|
935 |
49.5 |
42.51 |
0,05 |
0,20 |
0,75 |
1 |
120 |
|
1 |
|
4901 |
17.4 |
40.18 |
0,04 |
0,17 |
0,79 |
|
|
25 |
|
1 |
1069 |
42.6 |
41.1 |
0,01 |
0,07 |
0,91 |
|
|
20 |
|
2 |
943 |
67.6 |
42.9 |
0,02 |
0,10 |
0,87 |
那么,该光源包括多个LED作为第一照明控制元件,所述第一照明控制元件挑选自由红橙色LED和红色LED组成的组,并且该光源包括另外的多个LED作为所述至少一个另外的照明控制元件,所述至少一个另外的照明控制元件挑选自由冷白色LED(CW)和暖白色LED(WW)组成的组。
在图2中,根据本发明的光源的第二实施例的一部分被示出并且包括作为照明控制元件的低压汞放电灯,设置有磷光体层作为所述至少一个另外的照明控制元件。图2实际上仅示出光源10的一个端部;光源10包括两个相互相对的相同的端部,该两个端部各自密封细长放电容器12的一端。光源10是低压气体放电灯,其包括以气密方式封闭放电空间14的光透射放电容器12。放电空间14包括汞以及例如氩或氙的缓冲气体的气体填充。低压气体放电灯10进一步包括用于维持放电空间14中的放电的放电装置18。放电装置18例如经由电容耦合、电感耦合、微波耦合、或经由电极将能量耦合到放电空间14中。放电空间14的气体填充中的电子和离子与气体填充中的汞化合物碰撞。由于碰撞,汞原子被激励并且随后发出光,主要是在近似254 nm的波长处的紫外光。低压气体放电灯10包括发光物质的发光层16,该发光物质的发光层16吸收紫外光并且随后将吸收的紫外光转换成可见光。
根据本发明的灯的适当的光谱可以通过荧光灯、使用发光层中的磷光体的适当的组合来达到。对于在光源10中发射特定颜色的每种磷光体,给定磷光体材料的以重量%为单位的量,可以计算灯特性,例如光谱功率分布、光通量、效力、总体显色指数Ra和参数P1。当设计光源10时,参数P1的最大值以及由光源10产生的光的总体显色指数Ra的最小值被挑选。磷光体的可能的组合在表6中给出。
表6 低压汞放电灯(=荧光灯)的磷光体的组合的例子
颜色 |
蓝色 |
|
绿色 |
|
琥珀色 |
|
红橙色 |
|
红色 |
|
通量 |
CRI |
|
|
[重量比率] |
[%重量] |
[重量比率] |
[%重量] |
[重量比率] |
[%重量] |
[重量比率] |
[%重量] |
[重量比率] |
[%重量] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
磷光体 |
BAM |
|
LAP |
|
|
|
YOX |
|
|
|
|
|
|
比率 |
3 |
1.55 |
8.5 |
4.39 |
|
|
182 |
94.06 |
|
|
455k |
72 |
|
比率 |
3 |
0.61 |
14 |
2.85 |
|
|
475 |
96.54 |
|
|
905k |
76 |
|
比率 |
3 |
0.36 |
8.5 |
1.02 |
|
|
825 |
98.63 |
|
|
1384k |
62 |
|
比率 |
3 |
0.03 |
8.5 |
0.09 |
|
|
9120 |
99.87 |
|
|
1915k |
41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
磷光体 |
BAM |
|
BAM-绿色 |
|
|
|
YOX |
|
|
|
|
|
|
比率 |
2.9 |
0.57 |
8.4 |
1.66 |
|
|
494 |
97.76 |
|
|
1190k |
57 |
|
比率 |
2.9 |
0.36 |
8.4 |
1.05 |
|
|
787 |
98.58 |
|
|
1800k |
66 |
|
比率 |
2.9 |
0.17 |
8.4 |
0.50 |
|
|
1670 |
99.33 |
|
|
36500k |
64 |
|
比率 |
2.9 |
0.05 |
8.4 |
0.15 |
|
|
5700 |
99.80 |
|
|
119312k |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
磷光体 |
BAM |
|
SAE |
|
|
|
YOX |
|
|
|
|
|
|
比率 |
2.9 |
0.55 |
8.4 |
1.58 |
|
|
520 |
97.87 |
|
|
1272k |
53 |
|
比率 |
2.9 |
0.34 |
8.4 |
0.99 |
|
|
836 |
98.67 |
|
|
1931k |
64 |
|
比率 |
2.9 |
0.16 |
8.4 |
0.48 |
|
|
1750 |
99.36 |
|
|
3837k |
64 |
|
比率 |
2.9 |
0.00 |
8.4 |
0.01 |
|
|
64500 |
99.98 |
|
|
135227k |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
磷光体 |
SCAP |
|
LAP |
|
|
|
YOX |
|
|
|
|
|
|
比率 |
2.9 |
1.26 |
8.4 |
3.66 |
|
|
218 |
95.07 |
|
|
556k |
71 |
|
比率 |
2.9 |
0.80 |
8.4 |
2.32 |
|
|
350 |
96.87 |
|
|
831k |
74 |
|
比率 |
2.9 |
0.39 |
8.4 |
1.12 |
|
|
741 |
98.50 |
|
|
1649k |
66 |
|
比率 |
2.9 |
0.01 |
8.4 |
0.04 |
|
|
22800 |
99.95 |
|
|
47763k |
41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
磷光体 |
SCAP |
|
LAP |
|
|
|
|
|
MGM |
|
|
|
|
比率 |
5.8 |
4.52 |
19.6 |
15.26 |
|
|
|
|
103 |
80.22 |
398k |
-10 |
|
比率 |
2.9 |
3.70 |
8.4 |
10.73 |
|
|
|
|
67 |
85.57 |
216k |
-41 |
|
比率 |
2.9 |
2.67 |
8.4 |
7.73 |
|
|
|
|
97.3 |
89.59 |
269k |
-65 |
|
比率 |
2.9 |
1.64 |
8.4 |
4.76 |
|
|
|
|
165 |
93.59 |
387k |
-77 |
|
比率 |
2.9 |
0.68 |
8.4 |
1.96 |
|
|
|
|
418 |
97.37 |
827k |
-41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
磷光体 |
BAM |
|
LAP |
|
|
|
|
|
YVO4 |
|
|
|
|
比率 |
2.9 |
1.77 |
8.4 |
5.11 |
|
|
|
|
153 |
93.12 |
384k |
59.8 |
|
比率 |
2.9 |
1.12 |
8.4 |
3.25 |
|
|
|
|
247 |
95.63 |
575k |
66.8 |
|
比率 |
2.9 |
0.53 |
8.4 |
1.55 |
|
|
|
|
532 |
97.92 |
1154k |
67 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
磷光体 |
BAM |
|
LAP |
|
SHS |
|
YOX |
|
|
|
|
|
|
比率 |
2.9 |
0.71 |
8.4 |
2.06 |
2.8 |
0.69 |
393 |
96.54 |
|
|
1034k |
72 |
|
比率 |
2.9 |
0.34 |
8.4 |
0.99 |
2.8 |
0.33 |
835 |
98.34 |
|
|
1539k |
75 |
|
比率 |
2.9 |
0.14 |
8.4 |
0.40 |
5.6 |
0.26 |
2100 |
99.20 |
|
|
4741k |
67 |
|
比率 |
2.9 |
0.01 |
8.4 |
0.02 |
2.8 |
0.01 |
38000 |
99.96 |
|
|
79650k |
40.7 |
|
在图3A中,根据本发明的光源的第三实施例包括高压钠灯,在这种情况下是作为照明控制元件的Philips 70 W颜色\828 CDO灯。该(HPS-)灯包括一对电极22,该一对电极22布置在由陶瓷材料制成的例如由半透明气密的氧化铝(TGA)制成的灯容器21的内侧,灯容器由设置有灯座27的硬质玻璃外灯泡24封闭。灯容器21的(外)表面26设置有作为至少一个另外的照明控制元件的干涉滤光片25,并且在外灯泡24的玻璃表面上包括以一层Fe2O3/SiO2开始的Fe2O3/SiO2和SiO2的交替层。图3A中的所示的灯经由浸涂具有5层或例如具有7层干涉滤光片而提供。滤光片的可能的组成在表3和表4中示出,并且5层滤光片和7层滤光片两者的透射光谱在图3B中示出。对于具有在380 nm≤ λ ≤600 nm的范围内的波长λ的光,所述滤光片均具有相对高的反射率(低透射率),它们的截止波长是近似600 nm。非常适当的滤光片具有在590 nm至610 nm范围内的截止波长。显然,与5层滤光片相比,7层滤光片在波长范围380 nm≤ λ ≤600 nm内稍微更透明。
表3:5层干涉滤光片的组成
替代的7层干涉滤光片的组成在表4中示出。
表4:7层干涉滤光片的组成
图3C示出图3A的高压钠灯结合7层干涉滤光片的发射光谱。表5示出图3C中所示的发射光谱的光谱特性的综述。
表5:图3C-3E的灯的发射光谱的特性。
灯类型 |
滤光层 |
Ra |
功率短 |
功率中 |
功率长 |
覆盖范围 短 |
覆盖范围 中 |
覆盖范围长 |
70W CDO \828 |
7 |
50 |
2.0% |
3.6% |
94.4% |
34.4% |
44.7% |
100.0% |
在替代实施例中,干涉滤光片定位在硬质玻璃外灯泡24的内表面或外表面。在其它替代实施例中,干涉滤光片布置在远离光源的位置处,例如在环绕光源的透明的保护罩上、在照明设备的前玻璃上或在光源与照明设备的前玻璃之间。
应注意,上述实施例示出而不是限制本发明并且在不脱离所附权利要求的范围的情况下本领域的技术人员将能够设计许多替代实施例。在权利要求中,置于圆括号之间的任何标号不得被解释为限制权利要求。对动词“包括”及其词形变化形式的使用不排除权利要求中所陈述的那些以外的元件或步骤的存在。元件前面的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括几个不同的元件的硬件来实现。在列举了几种装置的权利要求中,这些装置中的几个可以通过同一项硬件来体现。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不能表示这些措施的组合不能被有利地使用。